The goal of this study was to compare different methods to decompose the zinc ferrite from the waste streams of steel making. The samples were acquired from SSAB Raahe blast furnace and converter flue gas scrubbers and Outokumpu Tornio Works bag filters EAF1, EAF3, AOD and CRK. Sludges and dusts contain significant amounts of zinc in form of zinc oxide and zinc ferrite. Zinc ferrite is highly stable compound which makes recovery of the zinc difficult. The zinc could be recovered and recycled as a valuable material and the iron rich material could be fed back to process.
New method was experimented to decompose the zinc ferrite. The pulsed corona discharge method creates highly oxidizing hydroxyl radicals and ozone which decompose impurities in water. The experiments with PCD equipment were not successful because the design of the equipment was not suitable for waters with particles. As another method, chemical leaching experiments were made with sulphuric acid and sodium hydroxide. The most promising method for the zinc was the chemical leaching with the 5 mol/L NaOH at starting temperature of 70 °C for 120 minutes in case of the blast furnace sludge and leaching with 2 mol/L H₂SO₄ at 50 °C for 360 minutes for converter sludge from SSAB Ruukki. For the Outokumpu dusts (EAF1, EAF2, AOD and CRK) the 5 mol/L NaOH at 70 °C for 180 to 300 minutes leaching produced good results. Further studies are needed to optimise the conditions for the chemical leaching. / Työn tavoitteena oli verrata eri menetelmiä terästeollisuuden jätevirtojen sinkkiferriitin hajottamiseen SSAB Raahen masuunin ja konvertterin savukaasupesureiden lietteille sekä Outokumpu Oyj Tornio Worksin EAF1, EAF3, AOD ja CRK letkusuodatin pölyille. Lietteet ja pölyt sisältävät merkittäviä määriä sinkkiä sinkkioksidin ja sinkkiferriitin muodossa. Sinkkiferriitti on erittäin stabiili yhdiste, mikä tekee sinkin ja raudan erottamisen toisistaan vaikeaksi. Sinkki voidaan kerätä talteen ja kierrättää. Rautaa runsaasti sisältävä materiaali voitaisiin mahdollisesti kierrättää takaisin prosessiin, jos sinkki poistettaisiin lietteiden ja pölyjen seasta.
Uutena menetelmänä sinkkiferriitin hajotukseen testattiin pulsed corona discharge -menetelmää, jossa vahvasti hapettavat hydroksyyliradikaalit ja otsoni hajottavat vedessä olevia epäpuhtauksia. Pulsed corona discharge -laitteisto ei sopinut kiintoaineita sisältävien jätevesien käsittelyyn, joten menetelmän toimivuudesta ei saatu tuloksia. Toisena menetelmänä testattiin kemiallista liuotusta rikkihapolla ja natriumhydroksidilla. Masuunilietteelle paras saanto saatiin 5 mol/L NaOH-liuotuksella lämpötilassa 70 °C 120 minuutin kontaktiajalla. Konvertterilietteelle paras saanto saatiin 2 mol/L H₂SO₄-liuotuksella lämpötilassa 50 °C 360 minuutin kontaktiajalla. Outokummun pölyille parhaat olosuhteet olivat 5 mol/L NaOH-liuotuksella lämpötilassa 70 °C 180–300 minuutin kontaktiajalla. Lisätutkimuksia optimaalisten olosuhteiden saavuttamiseksi tarvitaan vielä.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:oulo.fi/oai:oulu.fi:nbnfioulu-201512022191 |
| Date | 08 December 2015 |
| Creators | Tauriainen, M. (Miia) |
| Publisher | University of Oulu |
| Source Sets | University of Oulu |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/masterThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, © Miia Tauriainen, 2015 |
Page generated in 0.0329 seconds